刘前, 孟繁丽, 王翔

（1 中国移动通信集团北京有限公司，北京 100027; 2 中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080）

随着数据业务的高速发展，数据业务流量和等效话务量在不断上涨，其对公共信道的占比也呈上涨的趋势。在资源有限的情况下，话音业务对公共信道的占比却在降低。特别是一些数据业务热点区域，由于数据业务流量的大幅上涨，已造成话音业务对公共信道资源的占用受到不同程度的挤压，影响了话音业务的质量。

本文主要针对数据业务对公共信道资源的影响进行分析，内容涉及PCH资源、AGCH资源、LAC资源、参数分析验证等，总结降低数据业务对公共信道影响的主要措施。

1 数据/话音业务公共信道占比分析

公共信道又称CCCH信道，主要分为PCH信道和AGCH信道，PCH信道用于传输寻呼消息，AGCH信道用于传输立即指配消息。PS域和CS域寻呼用户时的寻呼消息会占用PCH信道，PS域和CS域申请专用信道时的立即指配消息会占用AGCH信道。由于立即指配消息只会在目标小区发送，寻呼消息会在LAC范围内的所有小区都发送，所以减少寻呼消息会降低LAC内所有小区的CCCH负荷，而增加立即指配消息只会增加某一个小区的CCCH负荷。

分析某地区2010年7月数据可以看到，全网忙时数据业务对公共信道资源（CCCH）的占比已达到了46.85%，数据业务等效话务量占比为45.69%，两者基本相当。重点区域（商业区、商务区、居民区）数据业务公共信道占比均远高于数据业务等效话务量占比，说明随着数据业务的发展，同等话务量的数据业务将会比话音业务消耗更多的公共信道资源。

2 数据业务对公共信道影响分析

近3年来话音业务话务量每年涨幅在20%左右，而数据业务等效话务量则以每年100%以上的幅度飞速增长。数据业务的高速发展，不可避免会大量消耗公共信道资源，严重时会导致出现公共信道资源不足，引发寻呼删除和立即指配删除。此外，由于寻呼消息是在整个LAC区内发送的，LAC下各小区公共信道中PCH配置数目决定了整个LAC区最大寻呼承载能力。在保证现有网络质量不下降的前提下，数据业务高速发展对公共信道资源的需求，必然导致LAC区的收缩，而LAC区的收缩会造成位置更新次数增多，影响接通率。

根据数据统计，目前PS立即指配对公共信道资源的消耗占比已达到32%，PS寻呼对公共信道资源消耗占比为15%，数据业务对公共信道资源的消耗主要表现在立即指配上。下面主要从PCH占比、AGCH占比、公共信道删除、LAC区规划的影响4个方面，分析数据业务对公共信道影响。

2.1 数据业务PCH占用分析

数据业务用户从Ready状态进入到Standby状态后，如果网络侧有数据下发，则会产生PS寻呼消息，而在Ready状态下，网络侧有数据下发，直接下发IA消息，不会产生PS寻呼消息，延长数据业务用户的Ready状态时长，可以减少PS寻呼消息的发送次数。

数据业务对PCH信道的占用比例约为话音业务对PCH信道的占用比例的33%，在商业区、商务区、居民区3类重点区域中，商业区的数据业务PCH占比最高，如王府井已达到47.24%。我们认为这主要是受话务模型的影响，随着IM（即时通信）业务占比的加大，QQ等小流量数据业务对PCH资源的占用会有明显增加。

2.2 数据业务AGCH占用分析

统计数据显示，目前各重点区域及全网平均数据业务AGCH占比均在70%以上，远高于话音业务对AGCH的占比。在商业区、居民区等小数据业务占比较高的区域，数据业务对AGCH的占用更为明显。数据业务对AGCH信道的占用比例为话音业务对AGCH信道占用比例的4倍，数据业务对CCCH资源影响主要表现在AGCH立即指配上。

Ready Timer时延较长虽然减少了PS寻呼消息的发送次数，但增加了小区更新次数，从而因小区更新而产生的PS立即指配数增加。

2.3 公共信道删除分析

AGCH与PCH是共用公共信道资源的，这样立即指配消息与寻呼消息存在一种争抢机制。通常情况下，在公共信道（CCCH）中会保留AGCH块，在PCH空闲的情况下，允许立即指配消息占用PCH发送，立即指配消息和寻呼消息在发送到空口之前都会排队，如果空口资源充足，都可以顺畅发送，如果空口资源不足，就会造成立即指配消息和寻呼消息的丢弃，影响用户感知。

图1为公共信道占用次数与公共信道删除次数的对比图。

图1 公共信道占用次数与删除次数的对比图

从图1可以看出，公共信道删除次数（PCH删除+AGCH删除）随着公共信道占用次数（PCH占用+AGCH占用）的增加而增加，当公共信道占用次数超过40万次时，公共信道删除次数出现明显增加，而公共信道删除会影响用户接入，影响客户感知。

2.4 数据业务对LAC规划影响分析

数据业务的高速发展会大量占用公共信道资源，最终会导致公共信道资源的不足。某地目前忙时数据业务每厄兰等效话务量消耗的CCCH块数已超过话音业务。随着数据业务比例的持续增加，每个LAC能够承载的话务量将迅速减少，LAC覆盖范围减少，最终必然导致位置更新次数增加，造成交换机的负荷加大、影响接通率指标、影响客户感知。

图2为当前忙时话音/数据每厄兰话务量占用CCCH块数情况。

图2 忙时语音/数据每ERL话务量占用CCCH块数

此外，数据业务公共信道占比已超过话音业务的LAC数177个，约占总LAC数的48%。

3 降低数据业务对公共信道影响的措施

3.1 增加上、下行TBF延时释放的时间

增加上行TBF延时释放参数值，将减少上行TBF建立次数，缓解对CCCH资源的占用，但对空口资源的占用也会相应增加。

以CBD商务区为例，修改上行TBF延时释放时间来考察对公共信道资源的影响，随着上行TBF延时释放参数的增加，PS域每厄兰立即指配次数下降幅度变化明显；同时每厄兰的CCCH负荷下降幅度也在增加。因此随着该参数值逐渐加大对CCCH资源的改善幅度逐渐增加。

另外，随着参数值的增加，上行TBF复用度随之增加，且当参数设置越大TBF平均复用度上升越明显。因此，可以得到，对于“上行TBF延时释放”和“上行TBF延时释放扩展”参数修改，随着参数值的增加，上行TBF平均复用度在逐渐增加，但上行TBF复用度均未超过1.5，对上行影响不大；在上行空口资源不紧张的区域，对于上行TBF延时释放参数可按最大值进行修改。

增加下行TBF延时释放参数值，将减少下行TBF建立次数，缓解对CCCH资源的占用，但对空口资源的占用也会相应增加。

同样地，以CBD商务区为例修改下行TBF延时释放时间来考察对公共信道资源的影响，结果如增加下行TBF延时释放参数值，将减少下行TBF建立次数，缓解对CCCH资源的占用，但对空口资源的占用也会相应增加。

研究发现，当上、下行TBF延时释放计时器超时后再发起数据业务请求，则会产生PS立

即指配消息。对于QQ等一些小流量数据业务，其产生的立即指配消息数量占比很大。因此，调大上、下行TBF延时释放参数值，延长数据业务释放PDCH信道的时间，可减少PS立即指配消息的发送次数，负面影响会造成TBF复用度、TBF建立成功率等指标的恶化。

北京初步试验结果表明，诺西区域上行延时释放参数由0.5s增加为2.5s后，商务区CBD的公共信道负荷下降了17.73%，居民区天通苑的公共信道负荷下降了9.04%，商业区王府井的公共信道负荷下降了25.19%；摩托区域的下行TBF延时释放参数由1s增加为6s后，商务区中关村的公共信道负荷下降了24.74%，居民区回龙观的公共信道负荷下降了14%，商业区西单的公共信道负荷下降了25.32%，整体效果较为明显。

但需要指出的是，下行TBF延时释放参数由1s增加为6s后，TBF复用度明显增加，上下行TBF建立成功率明显恶化。综合考虑参数修改对指标的影响，上行TBF延时释放及上行TBF延时释放扩展参数可按最大值修改，下行TBF延时释放参数建议不超过4s。

图3 PS域占用CCCH资源比例随上行TBF延时释放时间变化图

增加上、下行TBF延时释放参数值，延长数据业务释放PDCH信道的时间，可减少PS立即指配消息的发送次数，对小流量数据业务而言，效果尤其明显。从实验结果上看，上行TBF延时释放及上行TBF延时释放扩展参数可按最大值修改；下行TBF延时释放参数建议不超过4s，如果设置太大会对指标有明显影响。

3.2 增加SGSN中Ready Timer的时间

当数据业务用户从Ready状态进入到Standby状态后，如果网络侧有数据下发，就需要寻呼用户，会产生PS域的寻呼消息。调整SGSN的Ready Timer值将改变MS在Ready状态下的时间，而MS在Ready状态下的时间长短将影响PS域的寻呼和立即指配的次数。适当的调大Ready Timer（T3314）会引起小区更新的增加，加大了立即指配消息的次数，但同时会减少PS寻呼数。因此只要T3314调整的目标值能使减少的PS寻呼数节省的CCCH资源大于小区更新增加立即指配消息占用的CCCH资源，就可以使正面效果大于负面影响。

目前摩托SGSN的Ready Timer参数设置范围（1～11160）s，诺西SGSN的Ready Timer参数设置范围（0～11040）s；某地现网摩托SGSN该参数设置为300s，诺西SGSN该参数设置为42s，差别较大。统计数据表明，摩托区域PS域占用PCH信道的占比仅为诺西区域的22%，已充分说明Ready Timer参数设置值对CCCH负荷影响很大。

调整SGSN的Ready Timer值将改变MS在Ready状态下的时间，而MS在Ready状态下的时间长短将影响PS域的寻呼和立即指配的次数。为了研究Ready Timer设置对公共信道（CCCH）资源负荷的影响，我们进行了Ready Timer参数修改验证。由于现网东西区SGSN该值设置有差异，对东区将Ready Timer值由小改大，对西区将值由大改小，进行试验观察影响效果情况。

初步试验结果表明，诺西区域SGSN的Ready Timer参数由44s增加为180s时，商务区CBD的公共信道负荷下降了12.59%，居民区天通苑的公共信道负荷下降了5.57%，商业区王府井的公共信道负荷下降了36.52%；东区诺西SGSN的Ready State Timer时间的增加，将导致PS域寻呼大幅度下降，同时PS域立即指配有增加的趋势但变化幅度不大，每厄兰的CCCH资源负荷下降明显，特别是商业区下降幅度最大。

摩托区域SGSN的Ready Timer参数由300s减少为180s时，商务区中关村的公共信道负荷上升了64.83%，居民区回龙观的公共信道负荷上升了159.03%，商业区西单的公共信道负荷上升了85.85%，而Ready Timer参数由300s改为220s时，各区域公共信道负荷上升幅度很小。西区摩托 SGSN的Ready Timer时间变小，将导致PS寻呼大幅增长；PS立即指配次数有减少的趋势，但总体变化幅度不大。每厄兰的CCCH资源负荷增长明显。

增加SGSN的Ready Timer值，加大了MS处于Ready状态的时间，可以大幅度减少PS域的寻呼次数，虽然PS域的立即指配次数会有增加，但幅度不大，整体上能够降低公共信道负荷。综合考虑实验结果，Ready Timer值设置在220s左右时，对降低公共信道负荷效果最佳。

3.3 在一个LAC下划分更多的RAC

目前网络上LAC和RAC区域是相同的，PS域的寻呼和CS域的寻呼均在整个LAC下进行。随着PS域寻呼的不断增加，将一个LAC划分为多个RAC，对数据用户的寻呼在RAC区下进行，寻呼范围变小且更精准，可大大减少全网的PS域寻呼次数，客观上能够抵消路由区更新增加的立即指配消息，降低公共信道负荷。

3.4 开启CS域寻呼优先的策略

现网的立即指配消息发送优先级高于寻呼消息，即网络先发送CS/PS立即指配消息，再发送CS/PS寻呼消息，PS立即指配消息的发送优先级高于CS寻呼消息。为了进一步提升CS用户的感知，在出现寻呼拥塞的情况下提高CS寻呼消息的发送优先权限，可引入了CS寻呼优先补丁。

BSC通过监测BTS发送到统计中各个小区的寻呼丢弃的情况来发现哪些小区出现了寻呼丢弃的情况，并且分小区进行计数。虽然每5s才调整一次对于PS接入的控制门限，实际的控制动作是按照每100ms进行一次来进行的，这样可以有效避免PS业务突发造成的影响。

3.5 开启双CCCH、开启PCCCH

CCCH信道可以配置在BCCH载波的0、2、4、6时隙上，遵循51帧的复帧结构。若采用单时隙配置，能够在大约0.2354s周期内提供9个CCCH块；若采用多时隙配置，在大约0.2354s周期内提供的CCCH块为9×N(N为配置时隙数)。BCCH/CCCH遵循的51帧复帧结构如图4所示。

针对数据业务高速发展引发公共信道资源日益不足的现状，如果用2个时隙配置CCCH，即开启双CCCH，可以使公共信道资源翻倍，达到降低公共信道负荷的目的。从某地现网情况看，摩托区域已开启了双CCCH，有效地降低了公共信道负荷；诺西区域暂未开启双CCCH，数据业务重点区域的寻呼删除及AGCH删除较为严重。

图4 BCCH/CCCH复帧结构图（51帧）

图5 可考虑开启PBCCH/PCCCH的典型配置帧结构示意图(52帧)

此外，为彻底解决数据业务对公共信道的影响，可考虑开启PBCCH/PCCCH，将数据业务和话音业务的控制信道资源彻底分开,其中上行可定义PRACH，下行可定义PBCCH、PAGCH、PPCH。以上各类信道的数目由参数定义，用户可根据数据业务发展情况灵活定义，PBCCH/PCCCH遵循52帧的复帧结构，图5为典型配置情况下的帧结构示意图。

需要指明的是，目前有部分厂家和手机暂不支持双CCCH和PCCCH功能，可能会对开启造成影响。

[1] 中国移动2011年GSM网络建设相关指导意见[Z]. 2011.3

[2] 网络结构分析方法[Z]. 北京质量竞赛试点项目，2010.9